Waferbonden ist der Prozess der Herstellung eines Bauelements für ein mikroelektromechanisches System (MEMS), ein nanoelektromechanisches System (NEMS) oder ein opto- oder mikroelektronisches Objekt. Ein „Wafer“ ist eine kleine Scheibe aus halbleitendem Material wie Silizium, die zur Herstellung von Schaltkreisen und anderen elektronischen Geräten verwendet wird. Beim Bondprozess werden die mechanischen oder elektrischen Bauelemente mit dem Wafer selbst verschmolzen, wodurch der fertige Chip entsteht. Das Waferbonden ist umweltabhängig, was bedeutet, dass es nur unter einer strengen Reihe sorgfältig kontrollierter Bedingungen erfolgen kann.
Damit man den Prozess des Waferbondens bewerkstelligen kann, sind drei Dinge erforderlich. Der erste ist, dass die Substratoberfläche – der Wafer selbst – frei von Problemen sein muss; Dies bedeutet, dass es flach, glatt und sauber sein muss, damit die Verklebung erfolgreich erfolgen kann. Darüber hinaus müssen die zu verklebenden elektrischen oder mechanischen Materialien frei von Fehlern und Fehlern sein. Zweitens muss die Temperatur der Umgebung in Abhängigkeit von dem verwendeten speziellen Bonding-Verfahren genau eingestellt werden. Drittens müssen der während des Klebens verwendete Druck und die aufgebrachte Kraft genau sein, um ein Verschmelzen ohne die Möglichkeit zu brechen oder andere lebenswichtige elektronische oder mechanische Teile zu beschädigen.
Abhängig von der spezifischen Situation und den zu verbindenden Materialien gibt es eine Reihe verschiedener Wafer-Bond-Techniken. Direktes Bonden ist ein Bonden ohne die Verwendung irgendwelcher Zwischenschichten zwischen der Elektronik und dem Substrat. Plasmaaktiviertes Bonden hingegen ist ein direktes Bonding-Verfahren, das für Materialien mit hydrophilen Oberflächen verwendet wird, Materialien, deren Oberflächen von Wasser angezogen und von diesem gelöst werden. Beim Thermokompressionsbonden werden zwei Metalle durch einen Kraft- und Wärmereiz verbunden, im Wesentlichen „verklebt“. Andere Bindungsverfahren umfassen Klebebindung, reaktive Bindung und Glasfritte-Bindung.
Sobald die Wafer miteinander verbunden sind, muss die gebondete Oberfläche getestet werden, um zu sehen, ob der Prozess erfolgreich war. Normalerweise wird ein Teil der während einer Charge erzeugten Ausbeute sowohl für zerstörende als auch für zerstörungsfreie Prüfverfahren reserviert. Zerstörende Prüfverfahren werden verwendet, um die Gesamtscherfestigkeit des Endprodukts zu prüfen. Mit zerstörungsfreien Methoden wird beurteilt, ob während des Klebevorgangs Risse oder Anomalien aufgetreten sind, um sicherzustellen, dass das Endprodukt frei von Fehlern ist.